Carbene, bilo koji pripadnik klase visoko reaktivnih molekula koje sadrže dvovalentne ugljikove atome - odnosno ugljikove atome koji koriste samo dvije od četiri veze koje su sposobne formirati s drugim atomima. Pojavljuju se obično kao prolazni intermedijari tijekom kemijskih reakcija, a važni su uglavnom zbog onoga što otkrivaju o kemijskim reakcijama i molekularnoj strukturi. Pored toga, neki kemijski spojevi, posebno oni u kojima molekule sadrže atome ugljika raspoređene u malim prstenovima, mogu se najbolje pripremiti upotrebom karbena.
Prema elektroničkoj teoriji vezivanja, veze između atoma nastaju dijeljenjem elektrona. U smislu ove teorije, tada je karbene spoj u kojem su samo dva od četiri valentna ili vezujuća elektrona ugljikovog atoma zapravo uključena u vezanje s drugim atomima. Suprotno tome, u spojevima s više veza, kao što je cijanid vodik, sva su četiri valentna elektrona atoma uključena u veze s drugim atomima. Budući da u molekulama karbena nema viška ili nedostatka elektrona, oni su električno neutralni (neionski).
Rane istrage.
Zbog velike reaktivnosti karbena, oni obično imaju vrlo kratak vijek trajanja, pa ne čudi da su nedvosmisleni i neposredni eksperimentalni dokazi o njihovom postojanju dobiveni tek nedavno. Dvovalentne spojevi ugljika je pretpostavljeno je, međutim, još davne 1876. godine, kada je predloženo da dichlorocarbene, Ci-C-Cl, je međuprodukt u hidrolizi bazne katalizatorom (raspad uzrokovana vode) u kloroformu (HCCl 3), Krajem 19. stoljeća razvijena je opsežna teorija koja je postulirala dvovalentne ugljikove spojeve kao međuprodukte u mnogim reakcijama. Kasniji rad, međutim, opovrgao je mnoge od tih postulata, i kao rezultat, karbeni se više nisu isticali kao hipotetički međuprodukti reakcije. Karbena kemija oživjela je 1950-ih nakon što su nedvosmisleni dokazi pokazali njihovo postojanje, a studije su nekoliko metoda davale detaljne informacije o njihovim strukturama.
